yp-kyo.com
流れ星の重さは1円玉より軽いこともあると知って、台所のはかりを見つめました
出しそこねていた封筒が一通あって、重さを確かめようと台所からキッチンスケールを持ってきました。料理用のあれです。普段は粉を量るのに使っているやつを、机の上に置いて封筒を乗せる。 数字を見て、用が済んだあと、なんとなく机に転がっていた1円玉も乗せてみたんですよね。表示がぱたっと「1」になる。造幣局のサイトを見ると、1円アルミニウム貨幣は量目1g、直径20mm と書いてあります。手のひらに置いてもほとんど何も感じない、あの薄い1枚です。 それを、しばらく見ていました。 流れ星が光っている高さを調べていた最中で、そのページに重さまで書いてあったからです。国立科学博物館の「宇宙の質問箱」に、この一行があります。 飛び込む速さは毎秒十から数十kmくらいで、重さは数mgから数十g程度です。 数mg。はかりの上の1円玉を1000粒に割って、そのうちの数粒ぶんです。当然、台所のはかりに乗せたところで表示は0のまま動かない。 ……夜空を斜めにスッと横切って、見た人が思わず声を上げる、あの光。その本体の重さが、そこから始まるんですか。 前回の探偵クイズ「ふつうの流れ星は、地上からどれくらいの高さで光っている？」の答え合わせから。正解は B. 約100km。旅客機の10倍も上です。 では、その高さで光っている"本体"は何なのか。ここからが今回の謎解きです。 推理: 飛行機くらいの高さで燃えていると思っていた 選んでいたのは、A（約10km・旅客機が飛ぶくらいの高さ）でした。しかも、そこそこ自信がありました。 理屈はいちおうありました。宇宙から来た岩が、地球の空気に突っ込んで燃える。燃えるには相手の空気が要る。空気は下のほうが濃いに決まっている。だったら、いちばん派手に燃えるのは飛行機が飛ぶくらいの高さだろう、と。 その理屈が通るなら、夜の便の窓から、横に見えていいはずなんですよね。 飛行機に乗ると、だいたい窓側を選びます。理由は景色というより、通路側だと隣の人が立つときに気を使うからで、まあ小心者の席取りです（笑）。おかげで夜間飛行の窓の外は、けっこうな回数ながめてきました。それでも、自分と同じ高さを光がスッと走っていった、という景色は一度もない。 こちらが寝ていただけかもしれませんが、「飛行機の高さで燃えている」のが当たりなら、あの窓はもっと当たり席のはずなんです。それなのに、こんなに空振りが続いている。 だとすると、高さの見立てから間違っている。しかも約100km。飛行機のさらに10倍の上。そんな薄い空気しかないところで、いったい何が光っているのか。 解明: 光っているのは、燃える岩ではなかった 正体は、1ミリメートルから数センチメートルのチリ 国立天文台の「流星群」のページを開いたら、探していたものが最初の一文に丸ごと入っていました。 流星（「流れ星」とも言います）とは、宇宙空間にある直径1ミリメートルから数センチメートル程度のチリの粒が地球の大気に飛び込んできて大気と激しく衝突し、高温になってチリが気化する一方で、大気や気化したチリの成分が光を放つ現象です。 読み終わって、まず引っかかったのが大きさです。直径1ミリメートルから数センチメートル。この「幅」がけっこう大事で、ひとことで小さいと言い切るとズレるんですよね。下のほうは目を近づけないと見えない粒。いっぽう数センチというのは、下限の2cmでも机の上の1円玉の直径ほどあって、つまむと指の間に収まるかたまりになります。 重さのほうも数mgから数十g。10円玉が4.5gなので、上限側は10円玉を10枚前後ポケットに入れたくらいの手応えです。下限と上限で、千倍以上ひらいている。夜空で見るぶんにはどれも似たような一本の線なのに、正体の側はそれだけばらついている。 岩の塊が落ちてくる、という絵とはだいぶ違います。落ちてきているのは、宇宙空間のチリです。 「燃えている」ではなく、気化した成分が光っている そして、引用の後半のほうが本題です。読み返すと、「燃える」という言葉がどこにも使われていないんです。順番はこうなっています。 チリの粒が大気に飛び込み、大気と激しく衝突する 高温になって、チリが気化する 大気や、気化したチリの成分が光を放つ 「ものが燃える」と言うとき、頭に浮かぶのは炎です。酸素とくっついて、赤い舌みたいなものが立つ絵。でも、上空100kmで起きているのはそれではない。ぶつかった勢いで自分が気体になってしまって、その気体と、相手だった大気の成分が光っている。燃えているのではなく、気化したチリと大気の成分が光っているわけです。 燃えるのは「もの」だけど、光っているのは「成分」。主役が固体から気体に入れ替わっている。同じ天文台の別ページ（FAQ）にも、流星は「たいていは大気との摩擦で蒸発してしまい、地面まで達することはほとんどありません」とあります。あんなに派手に光っても、かけらが地面まで届くことはほとんどない。 ここで、正直にややこしい話をひとつ。国立科学博物館のほうは、同じ現象を「地球の空気との摩擦で熱くなり、光ったものなのです」と書いています。そして、いま引いた天文台のFAQも「摩擦」です。 つまり、機関どうしが対立しているという話ではなくて、同じ天文台の中でも、場面によって説明の粒度が変わる。片方は摩擦で熱くなって光る、もう片方はぶつかって気化した成分が光る。どちらも国の博物館と天文台の説明なので、正しい側とそうでない側という話ではありません。 ただ、「何が光っているのか」まで言ってくれているのは後者で、今回知りたかったのはそこでした。 もう一段深掘り: 小さいから暗い、という前提が逆だった ここまでで、ひとつ引っかかりが残ります。直径1ミリメートルの粒が、どうして地上から見えるほど光るのか。 答えは、もう引用の中に出ていました。速さです。 秒速十から数十km。1秒で十km以上ということで、数字にすると一行で終わるのに、まったく実感が湧きません。1円玉を手からそっと落としても、もちろん何も起こらない。同じものが同じ空気に入っても、速さが違えば起きることが違う。小さいのに光るのではなく、速いから光る、というほうが順番として正しいんですよね。 高さのほうも、並べてみてようやく位置がのみ込めました。旅客機が飛ぶのは選択肢Aにあった約10km、流れ星が光るのは約100km、国際宇宙ステーション（ISS）が回っているのは約400km（JAXA）。飛行機のはるか上で、ISS のだいぶ下です。ISS にいる人にとっては、流れ星は見上げるものではなく、見下ろす先で光っているものになります。窓から下を見たら、地球側で小さな線が走る。想像すると、ちょっとずるいながめです。 光っている時間も、数字の側から出てきます。100kmで光り始めて70kmで消えるので、その差は30km。いちばん遅い側の秒速10kmで計算しても、まっすぐ落ちたなら3秒ほどです。実際は斜めに入ってくるので距離はもっと長いはずですが、そこは天文台のFAQが答えを持っていました。 見えていた時間が「1秒以下」から長くても「5秒程度」まで（まれに10秒程度見えている流星もあります） 「見つけて、指をさすころには終わっている」あの短さは、数字の側にもちゃんと書いてありました。 で、そのチリはどこから来たのか。天文台のページには、彗星がこういうチリの粒を軌道上に放出していて、地球が彗星の軌道を横切る日時は毎年ほぼ決まっている、とあります。だから毎年、特定の時期に特定の流星群が出る。落ちものではなく、年に一度通る交差点の話だったんですね。 小市民の学び この話がいちばんありがたかったのは、意外にも、夜に外へ出る前の段取りのところでした。 国立天文台の「ほしぞら情報」によると、おうし座南流星群の極大は11月6日ごろ。見頃は11月上旬で、ほぼ一晩中見えて、夜半前は月の条件が良いそうです。ということは、今夜あたりがちょうどその当たり日です。 ただし出現数は1時間に2〜3個程度。しかもこの数は、天の川が見えるような暗い空で観察したときに見える最大の数の目安で、街明かりの中では数分の1になることがある、と天文台自身が注記しています。 先にこの数字を持っているかどうかで、待ち方がまるで違ってきます。同じ天文台の「流星群の観察方法」には、2、3分観察して見えないからといって簡単にあきらめないこと、最低でも15分は観察すること、そして明るい屋内から出た直後は目が暗さに慣れていないので15分ほど待つ必要があること、が書かれています。つまり、外に立ってから最初の15分は、たぶん何も見えません。そこを「今日はハズレだ」と読み違えないための予備知識だと思っています。 あとは道具ですが、望遠鏡や双眼鏡といったものは要らず、肉眼でいいそうです（見る方向も気にしなくてよくて、月を正面にするのだけ避ける、とのこと）。 必要なのは道具ではなく、上着と、目が慣れるまでの15分と、そのあとの15分。台所のはかりが0のままだった重さのために、30分ぶん時間を空けておく。準備としては、ずいぶん軽いほうだと思います（11月18日の未明は、しし座流星群の見頃です。極大は18日9時頃で、こちらは1時間に5個程度）。 待っているあいだに頭の中で見ている絵のほうも、今回でひとつ差し替わりました。夜空を横切るあの線を、もう「落ちてきた岩が燃えている」とは思えなくなった、というだけの話ではあるのですが。 流れ星を「燃え尽きた」と言うのは、数値の出どころである国立科学博物館自身が「もえつきて消える」と書いているくらい、ちゃんと定着した言い方です。それでも、あの一本の線の見え方は、こちらの側で確実に変わりました。 封筒に切手を貼って、1円玉を財布に戻して、はかりを台所に返す。数mgのために夜に出るかどうかは、そのときの気分次第です。 キョウの余談 望遠鏡も双眼鏡も要らない、と天文台のページに書いてあって、正直、少しがっかりしました。買い物で片がつくほうが楽だったので。上着と30分のほうが、よっぽど腰が重い（笑） キョウからの次の1本 流星群のもとをたどると彗星に行き着く、という話が出てきました。その彗星をこちらへ放り込んでいる疑いのある大物については、明け方の木星に「地球を守ってくれてありがとう」と言いかけたら、彗星を放り込む疑いがかかっていた件で書いています。 キョウの探偵クイズ 乾燥する季節になると出してくる加湿器。中でも、お湯を沸かすヒーターを持たない「超音波式」。それでもタンクの水は、ちゃんと部屋の空気へ出ていきます。どうやって？…あなたの推理は？ A. 超音波で水を温めて、湯気にして出す（音の力で水が熱くなりそうな気もする） B. 濡らしたフィルターに風を当て、蒸発させる C. 振動で水を細かい粒にし、霧にして出す ヒント：吹き出し口に手をかざしても、やかんの湯気みたいな熱さはないんですよね。 次の記事は、この答えから始めます。
